SU401942A1

SU401942A1 - DEVICE FOR REGISTRATION OF BACKGROUND

Info

Publication number: SU401942A1
Application number: SU1661903A
Authority: SU
Inventors: В. И. Бреслав А. В. Эглитис
Priority date: 1971-05-31
Filing date: 1971-05-31
Publication date: 1973-10-12

Description

1one

Изобретение относитс к устройствам дл регистрации обратнорассе нных зар женных частиц, в особенности бета-частиц, и может быть применено в радиоизотопных приборах дл измерени толщины пленок, покрытий, дл контрол химического состава веществ и т. п.The invention relates to devices for detecting reversely distributed charged particles, in particular beta particles, and can be used in radioisotope devices for measuring the thickness of films, coatings, for controlling the chemical composition of substances, etc.

Известно устройство аналогичного назначени , содержащее источник излучени , коллиматор , апертурную диафрагму, ограничивающую контролируемую площадь материала, детектор и регистрирующее устройство. Источник с коллиматором расположены по отношению к апертурной диафрагме так, что коллимировавный пучок частиц от источника попадает непосредственно на заданную отверстием диафрагмы часть поверхности контролируемого материала. Детектор установлен таким образом , что попадание в него падающего на материалы пучка частиц исключаетс , и регистрируетс только обратнорассе нный поток частиц.A device of a similar purpose is known, comprising a radiation source, a collimator, an aperture diaphragm bounding a controlled area of a material, a detector and a recording device. The source with a collimator is positioned with respect to the aperture diaphragm so that the collimated particle beam from the source goes directly to the part of the surface of the material under test that is specified by the aperture of the diaphragm. The detector is installed in such a way that a particle beam incident on the materials is prevented from entering it, and only the reverse propagation of particles is detected.

Основной недостаток известного устройства заключаетс в сущ-ественном снижении точности измерени интенсивности обратного рассе ни от малых участков контролируемого материала. Снижение точности измерени обусловлено наличием фона от частиц, рассе нных в детектор от диафрагмы; уменьшением телесного угла регистрации обратнорассе нных частиц за счет попадани значительнойThe main disadvantage of the known device is a substantial decrease in the accuracy of measuring the backscatter intensity from small areas of the material being monitored. The decrease in the measurement accuracy is due to the presence of a background from particles scattered in the detector from the diaphragm; by reducing the solid angle of registration of obversely scattered particles due to hitting a significant

части этих частиц в телесный угол, занимаемый источником и коллиматором; наличием значительного фона от тормозного излучени из-за несоизмеримо больших размеров детектора относительно размеров контролируемого участка материала.parts of these particles in the solid angle occupied by the source and collimator; the presence of a significant background from the bremsstrahlung due to the disproportionately large dimensions of the detector relative to the dimensions of the monitored section of material.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени интенсивности обратного рассе ни от малых участков контролируемого материала.The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the backscatter intensity from small areas of the material being monitored.

Поставленна цель достигаетс тем, что детектор установлен между источником излучени и контролируемым материалом так, что облучение контролируемого материала производитс частицами, прошедшими через чувствительный объем счетчика.The goal is achieved by the fact that the detector is installed between the radiation source and the monitored material so that the irradiation of the monitored material is produced by particles that have passed through the sensitive volume of the counter.

Используетс детектор, амплитуда импульса которого на выходе пропорциональна энергии , оставленной частицей в детекторе. Выделение импульсов, соответствующих обратнорассе нным частицам, возможно благодар тому, что частицы вылетевшие из источника и рассе нные обратно от материала, проход т через детектор дважды и оставл ют в немA detector is used whose pulse amplitude at the output is proportional to the energy left by the particle in the detector. The selection of pulses corresponding to obversely scattered particles is possible due to the fact that particles emitted from the source and scattered back from the material pass through the detector twice and leave it

значительно большую часть своей энергии, чем частицы, однократно прощедшие через детектор и не рассе нные обратно от материала. В предлагаемом устройстве устранены факторы , снижающие точность измерений на малых площад х контролируемого материала.a much larger part of its energy than particles that once passed through the detector and are not dispersed back from the material. In the proposed device, the factors that reduce the accuracy of measurements in small areas of the controlled material are eliminated.

Во-первых, в предлагаемом устройстве нет рассе ни от диафрагмы, носкольку она отсутствует , а размеры контролируемого участка материала полностью фиксированы размерами детектора, который расположен в непосредственной близости от контролируемого материала . Во-вторых, телесный угол регистрации обратнорассе нных частиц близок к максимально возможному (2 ) и не зависит от положени источника и коллимации первичного пучка. В-третьих, фон от тормозного излучени мал ввиду малой толщины и площади детектора , а также благодар тому, что электроны, возникщие в детекторе от -квантов, не регистрируютс (как однократно прощедщие через детектор).First, in the proposed device there is no scatter from the diaphragm, so it is absent, and the dimensions of the monitored section of the material are completely fixed by the dimensions of the detector, which is located in close proximity to the monitored material. Secondly, the solid angle of registration of obversely scattered particles is close to the maximum possible (2) and does not depend on the position of the source and the collimation of the primary beam. Third, the bremsstrahlung background is small due to the small thickness and area of the detector, as well as due to the fact that electrons arising in the detector from quanta are not registered (as once passing through the detector).

Предлагаемое устройство, схематически изображенное на чертеже, содержит источник излучени 1, детектор 2, регистрирующее устройство 3.The proposed device, shown schematically in the drawing, contains a radiation source 1, a detector 2, a recording device 3.

Бета-частица от источника 1 проход т через детектор 2 и попадают в контролируемый материал 4. Обратнорассе нные частицы вторично попадают в детектор 2. Толщина детектора выбрана минимальной, но достаточной дл надежной регистрации импульсов, соответствующих однократному прохождению бета-частиц через детектор 2. Амплитуды импульсов от обратнорассе нных частиц обусловлены суммарной энергией, оставленной в детекторе 2 частицами, прошедшими через детектор движды - в пр мом и обратном направлени х . Вследствие этого возникает существенное различие амплитуд импульсов от однократно и двукратно прошедших через детектор The beta particle from source 1 passes through detector 2 and enters controlled material 4. The backscattered particles again enter detector 2. The detector thickness is chosen minimal, but sufficient for reliable detection of pulses corresponding to a single passage of beta particles through detector 2. Amplitudes pulses from obversely scattered particles are due to the total energy left in the detector by 2 particles that have passed through the detector of movement — in the forward and reverse directions. As a result, there is a significant difference in the amplitudes of the pulses from once and twice passing through the detector

2 частиц. Отделение импульсов от обратнорассе нных частиц производитс амплитудным дискриминатором, примененным в регистрирующем устройстве 3. Фиксаци размеров контролируемого участка материала достигаетс тем, что детектор 2 расположен в непосредственной близости от контролируемого материала 4, тогда устройство регистрирует частицы , которые рассе лись только от ограниченного периметром детектора 2 участка материала 4. Благодар тому, что кремниевые dE/dx - детекторы легко могут быть изготовлены достаточно малых размеров, предлагаемое устройство может быть применено дл контрол на площад х 0,01 мм и менее, например , дл измерени толщины покрытий при производстве интегральных схем.2 particles. Pulses are separated from obverse particles by an amplitude discriminator used in registering device 3. The dimensions of the monitored section of material are fixed in that detector 2 is located close to monitored material 4, then the device detects particles that are scattered only from the detector 2 limited by the perimeter of the material section 4. Due to the fact that silicon dE / dx detectors can be easily made of a sufficiently small size, the proposed The property can be used to control areas of 0.01 mm or less, for example, to measure the thickness of coatings in the manufacture of integrated circuits.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл регистрации обратнорассе нных частиц, в особенности бета-частиц, содержащее источник излучени , детектор, имеющий толщину, меньшую пробега испускаемых источником частиц, и регистрирующее устройство с амплитудным дискриминатором, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени интенсивности обратного рассе ни от малых участков контролируемого материала, детектор установлен между источником излучени и контролируемым материалом так, что облучение контролируемого материала производитс частицами, прошедщими через чувствительный объем счетчика.A device for detecting obverse particles, in particular beta particles, containing a radiation source, a detector having a thickness smaller than the range emitted by the particle source, and a recording device with an amplitude discriminator, characterized in that, in order to improve the accuracy of backscatter intensity measurement from small areas of the monitored material, the detector is installed between the radiation source and the monitored material so that the irradiation of the monitored material is produced by particles traveling through the sensitive volume of the counter.